Đồ án môn học Động cơ không đồng bộ

Chia sẻ: ntgioi120404

Trong những năm gần đây lĩnh vực điều khiển và truyền động điện đã phát triển mạnh mẽ. - Đặc biệt với sự phát triển của khoa học kỹ thuật điện tử tin học nói riêng đã khai thác tất cả các ưu điểm nổi bật vốn có của động cơ không đồng bộ với động cơ một chiều

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án môn học Động cơ không đồng bộ

Đồ án môn học
Động cơ không đồng
bộ
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



LÔØI NOÙI ÑAÀU

Trong nhöõng naêm gaàn ñaây lónh vöïc ñieàu khieån vaø truyeàn ñoäng ñieän ñaõ phaùt trieån
maïnh meõ.
Ñaëc bieät vôùi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät ñieän töû tin hoïc noùi rieâng ñaõ khai
thaùc taát caû caùc öu ñieåm noåi baät voán coù cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä vôùi ñoäng cô moät
chieàu
Vôùi ñoà aùn naøy em ñaõ neâu ra moät khía caïnh nhoû trong lónh vöïc ñieàu khieån ñoäng cô
khoâng ñoàng boä roto loàng soùc.
“Thieát keá boä bieán taàn 3 pha ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä”
Noäi dung vaø caùc chöông trình muïc nhö sau:

Chöông 1: sô löôïc veà ñoäng cô khoâng ñoàng boä .

Chöông 2: toång quan veà caùc heä thoáng bieán taàn, nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc boä bieán
taàn.

Chöông 3: maïch ñoäng löïc, ñi saâu vaøo nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc thieát bò cuõng nhö
caùc phöông phaùp tính toaùn choïn maïch vaø baûo veä maïch, heä thoáng ñieàu khieån öùng duïng
kyõ thuaät xung soá vaøo maïch ñieàu khieån ñeå ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa maïch.

Chöông 4: heä thoáng ñieàu khieån: öùng duïng kó thuaät xung soá vaøo maïch ñieàu khieån ñeå
ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa maïch
Tuy nhieân vôùi trình ñoä coù haïn khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt, em mong caùc
thaày coâ thoâng caûm vaø ñoùng goùp yù kieán ñeå giuùp em tieán boä hôn.

Em xin chaân thaønh caûm ôn caùc thaày coâ trong khoa ñieän –boä moân töï ñoäng ño löôøng
ñaõ chæ baûo trong thôøi gian laøm ñeà taøi.

Ñaø Naüng, Ngaøy Thaùng Naêm2004
Sinh vieân thöïc hieän




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 1
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


SÔ LÖÔÏC VEÀ ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
A- CAÁU TAÏO VAØ ÑAËC ÑIEÅM
I- CAÁU TAÏO:
I-1: Caáu taïo phaàn tónh (stato)
Goàm voû maùy, loûi saét vaø daây quaán.
I-1.a Voû maùy:
Thöôøng laøm baèng gang. Ñoái vôùi maùy coù coâng suaát lôùn (1000 kw), thöôøng duøng theùp
taám haøn laïi thaønh voû. Voû maùy coù taùc duïng coá ñònh vaø khoâng duøng ñeå daãn töø.
I-1.b Loûi saét:
Ñöôïc laøm baèng caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän daøy 0,35 mm ñeán 0,5 mm gheùp laïi.
Loûi saét laø phaàn daãn töø . Vì töø tröôøng ñi qua loûi saét laø töø tröôøng xoay chieàu, nhaèm giaûm
toån hao do doøng ñieän xoaùy gaây neân, moãi laù theùp kyõ thuaät ñieän ñeàu coù phuû lôùp sôn caùch
ñieän. Maët trong cuûa loõi theùp coù xeû raûnh ñeå ñaët daây quaán .
I-1.c Daây quaán :
Daây quaán ñöôïc ñaët vaøo caùc raõnh cuûa loûi saét vaø caùch ñieän toát vôùi loûi saét. Daây quaán stato
goàm coù ba cuoän daây ñaët leäch nhau 120 o ñieän.
I-2 Caáu taïo phaàn quay (roto):
I-2 a Truïc :
Laøm baèng theùp, duøng ñeå ñôû loûi saét roto.
I-2-b Loûi saét:
Goàm caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän gioáng nhö ôû phaàn stato. Loûi saét ñöôïc eùp tröïc tieáp leân
truïc. Beân ngoaøi loûi saét coù xeû raûnh ñeå ñaët daây quaán.
I-2.c Daây quaán roto:
Goàm hai loaïi: loaïi roto daây quaán vaø loaïi roto kieåu loàng soùc.
* Loaïi roto kieåu daây quaán : daây quaán roto gioáng daây quaán ôû stato vaø coù soá cöïc baèng
soá cöïc stato. Daây quaán ba pha cuûa roto thöôøng ñaáu hình sao (y). Ba ñaàu kia noái vaøo ba
voøng tröôït baèng ñoàng ñaët coá ñònh ôû ñaàu truïc. Thoâng qua choåi than vaø voøng tröôït, ñöa
ñieän trôû phuï vaøo maïch roto nhaèm caûi thieän tính naêng môû maùy vaø ñieàu chænh toác ñoä.
*Loaïi roto kieåu loàng soùc: loaïi daây quaán naøy khaùc vôùi daây quaán stato. Moãi raûnh cuûa
loûi saét ñöôïc ñaët moät thanh daãn baèng ñoàng hoaëc nhoâm vaø ñöôïc noái taét laïi ôû hai ñaàu
baèng hai voøng ngaén maïch ñoàng hoaëc nhoâm, laøm thaønh moät caùi loàng, ngöôøi ta goïi ñoù laø
loàng soùc.
I-3 Khe hôû:
Khe hôû trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä raát nhoû (0,2 mm ÷ 1mm). Do ñoù roto laø moät
khoái troøn neân roto raát ñeàu.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 2
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



II- ÑAËC ÑIEÅM CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ.
- Caáu taïo ñôn giaûn.
- Ñaáu tröïc tieáp vaøo löôùi ñieän xoay chieàu ba pha.
- Toác ñoä quay cuûa roto nhoû hôn toác ñoä töø tröôøng quay cuûa stato n < n1.
Trong ñoù:
n toác ñoä quay cuûa roto.
n1 toác ñoä quay töø tröôøng quay cuûa stato (toác ñoä ñoàng boä cuûa ñoäng cô )




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 3
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


B- NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
Khi noái daây quaán stato vaøo löôùi ñieän xoay chieàu ba pha, trong ñoäng cô seõ sinh ra
moät töø tröôøng quay. Töø tröôøng naøy queùt qua caùc thanh daãn roto, laøm caûm öùng treân daây
quaán roto moät söùc ñieän ñoäng e2 seõ sinh ra doøng ñieän i2 chaïy trong daây quaán. Chieàu cuûa söùc
ñieän ñoäng vaø chieàu doøng ñieän ñöôïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay phaûi.

M




Hình.1-1 sô ñoà nguyeân lyù ñoäng cô khoâng ñoàng boä.

Chieàu doøng ñieän cuûa caùc thanh daãn ôû nöõa phía treân roto höôùng töø trong ra ngoaøi,
coøn doøng ñieän cuûa caùc thanh daãn ôû nöõa phía döôùi roto höôùng töø ngoaøi vaøo trong.
Doøng ñieän i2 taùc ñoäng töông hoã vôùi töø tröôøng stato taïo ra löïc ñieän töø treân daây daãn
roto vaø moâmen quay laøm cho roto quay vôùi toác ñoä n theo chieàu quay cuûa töø tröôøng.
Toác ñoä quay cuûa roto n luoân nhoû hôn toác ñoä cuûa töø tröôøng quay stato n1. Coù söï
chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa roto vaø töø tröôøng quay stato duy trì ñöôïc doøng ñieän i2 vaø
moâmen. Vì toác ñoä cuûa roto khaùc vôùi toác ñoä cuûa töø tröôøng quay stato neân goïi laø ñoäng cô
khoâng ñoàng boä.
Ñaëc tröng cho ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha laø heä soá tröôït:
n1 − n
S =
n1 (1-1)

Trong ñoù:
N laø toác ñoä quay cuûa roto.
F1 taàn soá doøng ñieän löôùi.
P soá ñoâi cöïc.
N1 toác ñoä quay cuûa töø tröôøng quay (toác ñoä ñoàng boä cuûa ñoäng cô).
60 f1
n1 = (1-2)
p
Khi taàn soá cuûa maïng ñieän thay ñoåi thì n1 thay ñoåi laøm cho n thay ñoåi.
Khi môû maùy thì n = 0 vaø s = 1 goïi laø ñoä tröôït môû maùy.

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 4
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Doøng ñieän trong daây quaán vaø tö ø tröôøng quay taùc duïng löïc töông hoå leân nhau neân
khi roto chòu taùc duïng cuûa moâmen m thì töø tröôøng quay cuõng chòu taùc duïng cuûa moâmen m
theo chieàu ngöôïc laïi. Muoán cho töø tröôøng quay vôùi toác ñoä n1 thì noù phaûi nhaän moät coâng
suaát ñöa vaøo goïi laø coâng suaát ñieän töø.

2π n1
P ñt = M ω 1 = M (1-3)
60
Khi ñoù coâng suaát ñieän ñöa vaøo:


P1 = 3 .U .I cos ϕ (1-4)


Ngoaøi thaønh phaàn coâng suaát ñieän töø coøn coù toån hao treân ñieän trôû daây quaán stato.
I 2 1 r3 = 1 d P Δ 1
2
(1-5)
Toån hao saét:
Δ P st = Δ P
P ñt = P 1 − Δ P ñt − Δ P st (1-6)

Coâng suaát cô ôû truïc laø:
2π n
P ' 2 = M .ω = M (1-7)
60
Coâng suaát cô nhoû hôn coâng suaát ñieän töø vì coøn toån hao treân daây quaán roto:
P 2 = P ñt − Δ P d 2
Trong ñoù: (1-8)
Δ P d 2 = m 2 . I 2 .r 2
(1-9)
M2 soá pha cuûa daây quaán roto.
Vì p’2 < pñt do ñoù n < n1
Coâng suaát cô cuûa p2 ñöa ra nhoû hôn p’2 vì coøn toån hao do ma saùt treân truïc ñoäng cô vaø toån
hao phuï khaùc:
(1-10)
P 2 = P ' 2 = Δ P cô − Δ p f

Hieäu suaát cuûa ñoäng cô:
P2
η= = ( 0 ,8 ÷ 0 ,9 )
(1-11)
P1

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 5
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



C- CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VAØ PHÖÔNG TRÌNH CÔ BAÛN CUÛA ÑOÄNG CÔ.
1. Caùc ñaïi löôïng
1.a Heä soá tröôït:
Ñeå bieåu thò möùc ñoä ñoàng boä giöõa toác ñoä quay cuûa roto n vaø toác ñoä cuûa töø tröôøng quay
stato n1.
Ta coù :

n1 − n
s = (1-12)
n1
Haõy tính theo phaàn traêm:
n1 − n (1-13)
S oo = 100 o o
n1

Xeùt veà maët lyù thuyeát giaù trò s seõ bieán thieân töø 0 ñeán 1 hoaëc töø 0 ñeán 100 o/o

Trong ñoù :
60 f 1 (1-14)
n1 =
p
n = n 1 (1 − s ) (1-15)


1.b Söùc ñieän ñoäng cuûa maïch roto luùc ñöùng yeân.
Trong ñoù:
(1-16)
E 20 = 4 , 44 K 2 f 20 W 2Φ m


φ m trò soá cöïc ñaïïi cuûa töø thoâng trong maïch töø

K2 laø heä soá daây quaán roto cuûa ñoäng cô.
F20 taàn soá xaùc ñònh ôû toác ñoä bieán ñoåi cuûa töø thoâng quay qua cuoän daây, vì roto
ñöùng yeân neân:
pn 1
f 20 = (1-17)
60

F20 baèng vôùi taàn soá doøng ñieän ñöa vaøo f1




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 6
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



1.c Khi roto quay:
Taàn soá trong daây quaán roto laø:

(n1 − n ) p n1 − n n1 p
f 2s = = X (1-18)
60 n1 60

(1-19)
Vaäy f2s = s.f1
Söùc ñieän ñoäng treân daây quaán roto luùc ñoù laø:
E 2 s = 4 , 44 f 2 s W 2 K 2 Φ m
(1-20)
Vôùi f2s = s.f1 theá vaøo (1-19), ta ñöôïc:

(1-21)
E 2 s = 4 , 44 f 1W 2 K 2 Φ m S
2. Phöông trình cô baûn cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha.
2.a Phöông trình ñaëc tính toác ñoä.
Theo sô ñoà ñaúng trò moät pha nhö hình (1-2), ta coù bieåu thöùc doøng ñieän roto ñaõ qui ñoåi
veà stato.
U 1 (1-29)
I '2 =
r '2 2
(r1 + ) + ( x 1 + x '2 ) 2
S

Khi toác ñoä ñoäng cô n = 0 , theo (1-26) ta coù s =1.
Neáu ñieän aùp ñaët leân cuoän stato u1 = const thì bieåu thöùc (1 –29) chính laø quan heä giöõa
doøng ñieän roto ñaõ qui ñoåi veà stato i’2 vôùi ñoä s hay vôùi toác ñoä n.
Do ñoù bieåu thöùc (1-29) chính laø phöông trình ñaëc tính toác ñoä.
2.b Phöông trình ñaëc tính cô.

3U 1r '2
M = (1-35)
⎡⎛ r '2 ⎞
2

ω 1 ⎢⎜ r 1 + ⎟ + ( x1 + x '2 )2 ⎥
⎢⎝
⎣ s ⎠ ⎥


Bieåu thöùc (1-35) chính laø phöông trình ñaëc tính cô. Ñöôïc bieåu dieãn quan heä m = f(n)
nhö hình 1-3
Giaù trò s seõ bieán thieân töø - ∞ ñeán + ∞ vaø moâmen quay seõ coù hai giaù trò cöïc ñaïi goïi laø
moâmen tôùi haïn (mt).
Laáy ñaïo haøm cuûa moâmen theo heä soá tröôït vaø cho dm/ds = 0.

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 7
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Ta coù heä soá tröôït töông öùng vôùi moâmen tôùi haïn mt goïi laø heä soá tröôït tôùi haïn.

r '2
S th = (1-36)
r22 + ( x1 + x'2) 2

Do ñoù ta ñöôïc bieåu thöùc moâmen tôùi haïn :
2
3 pU 1
M th = (1-37)
2ω 1 ( r 1 + r12 + xn 2 )



Giaûi caùc phöông trình (1-35), (1-36), (1-37) vaø ñaët :

r '2
ε= (1-38)
r1 2 + x 2 n

Ta ñöôïc daïng ñôn giaûn cuûa phöông trình ñaëc tính cô:
2 M th (1 + ε )
M = (1-39)
s s th
n1 +s
s = 0 + + 2ε
nñm sth s

Sth




n= 0 Mñm Mth M

Hình 1-3. Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä.
Nhaän thaáy daïng gaàn ñuùng cuûa phöông trình ñaëc tính cô nhö sau:
Ñoái vôùi ñoäng cô roto loàng soùc, nhaát laø caùc ñoäng cô coù coâng suaát lôùn thì
R1 0 , n1 > n traïng thaùi laøm vieäc cuûa ñoäng cô.
r'2 (1-45)
stñ =
r12 + xn 2
2
3 pU 1
M tñ = (1-46)
2ω 1(r 1 + r 12 + x n 2 )

3. Aûnh höông cuûa caùc thoâng soá ñeán ñaëc tính cô :
3.a Aûnh höôûng cuûa suy giaûm ñieän aùp löôùi caáp ñoäng cô khoâng ñoàng boä
Khi ñieän aùp löôùi suy giaûm, theo (1-37) mth giaûm bình phöông laàn ñoä suy giaûm cuûa
ñieän aùp löôùi theo (1-36) thì sth vaãn khoâng thay ñoåi.
3.b Aûnh höôûng cuûa ñieän trôû, ñieän khaùng maïch stato :
Khi noái theâm ñieän trôû hoaëc ñieän khaùng vaøo maïch stato thì theo (1-36) vaø
(1-37) sth vaø mth ñeàu giaûm.
3.c Aûnh höôûng cuûa soá ñoâi cöïc p
2π f 1
Ta coù : ω1 = (1-47)
p
suy ra : ω = ω1 (1 − s) (1-48)
khi thay ñoåi soá ñoâi cöïc thì toác ñoä töø tröôøng quay ω1 thay ñoåi, do ñoù toác ñoä ñoäng cô
cuõng thay ñoåi .
3.d Aûnh höôûng cuûa thay ñoåi taàn soá löôùi f1 caáp cho ñoäng cô khoâng ñoàng boä :
Theo (1-47) vaø (1-48) khi thay ñoåi f1 thì ω1 cuõng thay ñoåi vaø do ñoù ω cuõng thay ñoåi.
- neáu f1 >f1ñm , vì mth 1 neân khi mth giaûm neân u1 khoâng ñoåi

f12
- neáu f1 < f1ñm , vôùi u1 khoâng ñoåi thì theo (1-1) doøng i1 taêng nhanh. Ñieàu naøy khoâng cho
Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 9
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


pheùp neân khi thay ñoåi f1 thì phaûi thay ñoåi u1 theo 1 qui luaät naøo ñoù ñeå ñoäng cô khoâng ñoàng
boä sinh ra ñöôïc momen nhö trong cheá ñoä ñònh möùc.
4. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô vaø caùc luaät ;
4.a Ñieàu chænh ñieän aùp ñoäng cô :
Momen cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä tæ leä vôùi bình phöông ñieän aùp stato neân coù theå
ñieàu chænh ñöôïc momen vaø toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp trong khi giöõ
nguyeân taàn soá.
4.b Ñieàu chænh ñieän trôû maïch roto :
Ta coù : r = rr + rf , khi taêng giaù trò ñieän trôû toång r töùc laø laøm taêng ñoä tröôït tôùi haïn sth
coøn momen tôùi haïn mth cuûa ñoäng cô khoâng ñoåi.
4.c Ñieàu chænh taàn soá nguoàn caáp cho ñoäng cô khoâng ñoàng boä :
Luaät ñieàu khieån taàn soá
Luaät ñieàu chænh giöõ khaû naêng quaù taûi khoâng ñoåi. Neáu boû qua ñieän trôû daây quaán
stato thì coù theå tính ñöôïc momen tôùi haïn :
2
L2 U2 ⎛U ⎞
M th = m
∗ s2 = K m ⎜ s ⎟
⎜ω ⎟ (1-49)
2 Ls LBs ω 0 ⎝ 0⎠
Ñieàu kieän giöõ cho khaû naêng quaù taûi khoâng ñoåi laø:
M th M
= th (1-50)
M M dm
Luaät ñieàu chænh töø thoâng khoâng ñoåi :
Töø caùc quan heä veà daëc tính momen coù theå keát luaän raèng neáu giöõ töø thoâng maùy
hoaëc töø thoâng cuûa stato φ s khoâng ñoåi thì momen seõ khoâng phuï thuoäc vaøo taàn soá vaø mth seõ
khoâng thay ñoåi trong toaøn boä quaù trình ñieàu chænh
Luaät ñieàu chænh taàn soá khoâng tröôïc .

3 L2
m . ωsIs
2
μ= (1-51)
2 Rr 1 + (ω s I s ) 2
Neáu giöõ taàn soá f khoâng tröôïc ws = const thì moâ men chæ phuï thuoäc is maø khoâng
phuï thuoäc taàn soá nguoàn.
4.d Phöông phaùp taêng soá laàn chuyeån maïch trong moät chu kyø.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 10
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


4.e Phöông phaùp ñieàu chænh bieân ñoä (ud thay ñoåi → unl thay ñoåi )




ÂÑieàu khieån bieân ñoä




4.f Phöông phaùp ñieàu chænh ñoä roäng xung :
- Trong phöông phaùp naøy goùc chuyeån maïch ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch so saùnh
Giöõa tín hieäu hình sin maãu e(t) vôùi tín hieäu döïa thöôøng daïng raêng cöa u(t). Taàn soá tín
hieäu u(t) caøng lôùn lôùn thì ñieän aùp ra taûi caøng gaàn hình sin hôn. Öu ñieåm noåi baät laø vöøa ñieàu
chænh ñöôïc ñieän aùp, vöøa laøm sin hoaù ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô.
- Vôùi soá löôïng caùc xung coù ñoä roäng thích hôïp phöông phaùp ñieàu chænh ñoä roäng
Xung coù theå laøm trieät tieâu caùc soùng baäc cao.
- Do vaäy phöông phaùp naøy raát hay söû duïng.
- Vôùi phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng bieán taàn thì
Khoâng nhaän ñieän aùp töø löôùi maø nhaän ñieän aùp töø nghòch löu cuûa bieán taàn
- Ta nhaän thaáy raèng sdd cuûa daây quaán cuûa stato trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä tæ
Leä vôùi taàn soá ñaët vaøo f1 vaø töø thoâng φ :
E1 = kφ f1 (1-52)
- Maët khaùc, ta coù phöông trình caân baèng ñieän aùp :
U1 = − E1 + I1Z1 (1-53)
Neáu coi suït aùp treân daây quaán phaûn öùng phaàn öùng laø khoâng ñaùnh keå thì ta coù :
U1 = - e 1
• •
U =E

Töø (1-52) suy ra : U 1 = kφ f1 (1-54)




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 11
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Töø (1-54) ta thaáy, ñeå ñaûm baûo cho ñaët tính cô coù ñoä cöùng cao vaø khaû naêng qua taûi
lôùn, ñoàng thôøi ñieàu chænh ñieän aùp u1 sao cho töø thoâng φ khoâng ñoåi, nghóa laø thay ñoåi
U
φ = 1 ñeå cho ñoäng cô hoaït ñoäng toái öu.
f1
- Neáu taàn soá f1 giaûm thì töø thoâng φ taêng, daãn ñeán doøng ñieän töø hoaù I μ taêng.
- Neáu taàn soá f1 taêng thì töø thoâng φ giaûm, daãn ñeán daây quaán roto bò quaù doøng .
- Maët khaùc ta coù : M = Cφ I 2 cos ϕ 2 = const
Do ñoù vieäc yeâu caàu thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô laø phaûi thay ñoåi ñieän aùp vaø taàn soá moät
caùch hôïp lyù nhaát ñeå ñoäng cô hoaït ñoäng toái öu.
Ñoái vôùi boä bieán taàn nguoàn aùp ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô ta thay ñoåi ñieän aùp vaø taàn soá
theo:
T
- Thay ñoåi ñieän aùp : u1 = α U d baèng caùc thay ñoåi goùc ñieàu khieån α : α = 1
T
- Thay ñoåi taàn soá baèng caùch thay ñoåi chu kyø phaùt xung ñieàu khieån nghòch löu.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 12
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


CHÖÔNG II
TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC HEÄ THOÁNG BIEÁN TAÀN
A- KHAÙI NIEÄM :
Bieán taàn laø moät thieát bò toå hôïp caùc linh kieân ñieän töû thöïc hieän chöùc naêng bieán ñoåi taàn
soá vaø ñieän aùp moät chieàu hay xoay chieàu coù taàn soá nhaát ñònh thaønh doøng ñieän xoay
chieàu coù taàn soá ñieàu khieån ñöôïc nhôø caùc khoaù ñieän töû.
B- PHAÂN LOAÏI:
Bieán taàn ñöôïc chia laøm hai loaïi :
1. Bieán taàn tröïc tieáp :
Coøn ñöôïc goïi laø bieán laø bieán taàn phuï thuoäc. Thöôøng goàm caùc nhoùm chænh löu ñieàu khieån
maéc song song ngöôïc cho xung laàn löôït hai nhoùm chænh löu treân ta coù theå nhaän ñöôïc doøng
xoay chieàu treân taûi.
Nhö vaäy ñieän aùp xoay chieàu u1(f1) chæ caàn qua
moät van laø chuyeån ngay ra taûi vôùi u2(f2).
Tuy nhieân, ñaây laø loaïi bieán taàn coù caáu truùc sô
T1 T2 ñoà van raát phöùc taïp chæ söû duïng cho truyeàn ñoäng ñieän
co coâng suaát lôùn, toác ñoä laøm vieäc thaáp. Vì vieäc thay
ñoåi taàn soá f2 khoù khaên vaø phuï thuoäc vaøo f1.
2. Bieán taàn giaùn tieáp:
Z taûi Boä bieán taàn naøy coøn goïi laø bieán taàn ñoäc laäp
trong bieán taàn naøy ñaàu tieân ñieän aùp ñöôïc chænh löu
thaønh doøng moät chieàu, sau ñoù qua boä loïc roài trôû laïi
doøng xoay chieàu vôùi taàn soá f2 nhôø boä nghòch löu ñoäc
laäp (quaù trình thay ñoåi f2 khoâng phuï thuoäc vaøo f1)


c h æn h lö u l o ïc N g h òc h lö u

Vieäc bieán ñoåi hai laàn laøm giaûm hieäu suaát bieán taàn
Tuy nhieân vieäc öùng duïng heä ñieàu khieån soá nhôø kyõ thuaät vi xöû lyù neân ta phaùt huy toái
ña caùc öu ñieåm cuûa bieán taàn loaïi naøy vaø thöôøng söû duïng noù hôn.
Do tính chaát cuûa boä loïc neân bieán taàn giaùn tieáp laïi ñöôïc chia laøm hai loaïi söû duïng
nghòch löu aùp vaø nghòch löu doøng.


2.a Boä bieán taàn giaùn tieáp nguoàn doøng:


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 13
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Laø loaïi bieán taàn maø nguoàn taïo ra ñieän aùp moät chieàu laø nguoàn doøng, daïng cuûa ñoäng
ñieän treân taûi phuï thuoäc vaøo daïng doøng ñieän cuûa nguoàn, coøn daïng aùp treân taûi phuï thuoäc laø
tuyø thuoäc vaøo caùc thoâng soá cuûa taûi quy ñònh.
2.b Boä bieán taàn giaùn tieáp nguoàn aùp :
Laø loaïi bieán taàn maø nguoàn taïo ra ñieän aùp moät chieàu laø nguoàn aùp ( nghóa laø ñieän trôû
nguoàn baèng 0 ). Daïng cuûa ñieän aùp treân taûi tuyø thuoäc vaøo daïng cuûa ñieän aùp nguoàn, coøn
daïng cuûa doøng ñieän treân taûi phuï thuoäc vaøo thoâng soá cuûa maïch taûi quy ñònh.
Boä bieán taàn nguoàn aùp coù öu ñieåm laø taïo ra daïng doøng ñieän vaø ñieän aùp sin hôn, daõi
bieán thieân taàn soá cao hôn neân ñöôïc söû duïng roäng raõi hôn.
Boä bieán taàn nguoàn aùp coù hai boä phaän rieâng bieät, ñoù laø boä phaän ñoäng löïc vaø boä phaän
ñieàu khieån,
U1 , f1 Boä bieán ñoåi U2 , f2
( maïch ñoäng löïc )


Ñieàu khieån


+ Phaàn ñoäng löïc goàm coù caùc phaàn sau :
- Boä chænh löu : coù nhieäm vuï bieán ñoåi doøng xoay chieàu coù taàn soá f1 thaønh doøng
moät chieàu.
- Boä nghòch löu : laø boä raát quan troïng trong boä bieán taàn, noù bieán ñoåi doøng ñieän
moät chieàu ñöôïc cung caáp töø boä chænh löu thaønh doøng ñieän xoay chieàu coù taàn soá f2.
- Boä loïc : laø boä phaän khoâng theå thieáu ñöôïc trong maïch ñoäng löïc cho pheùp thaønh
phaàn moät chieàu cuûa boä chænh löu ñi qua vaø ngaên chaën thaønh phaàn xoay chieàu. Noù
coù taùc duïng sang baèng ñieän aùp taûi sau khi chænh löu.
+ Phaàn ñieàu khieån:
Laø boä phaän khoâng theå thieáu ñöôïc quyeát ñònh söï laøm vieäc cuûa maïch ñoäng löïc,
ñeå ñaûm baûo caùc yeâu caàu taàn soá, ñieän aùp ra cuûa boä bieán taàn ñeàu do maïch ñieàu khieån
quyeát ñònh.
Boä ñieàu khieån nghòch löu goàm 3 phaàn:
- Khaâu phaùt xung chuû ñaïo : laø khaâu töï dao ñoäng taïo ra xung ñieàu khieån ñöa ñeán
boä phaän phaân phoái xung ñieàu khieån ñeán töøng tranzito. Khaâu naøy ñaûm nhaän ñieàu
chænh xung moät caùch deã daøng, ngoaøi ra noù coøn theå ñaûm nhaän luoân chöùc naêng
khueách ñaïi xung.
- Khaâu phaân phoái xung :laøm nhieäm vuï phaân phoái caùc xung ñieàu khieån vaøo khaâu
phaùt xung chuû ñaïo.
- Khaâu khueách ñaïi trung gian: coù nhieäm vuï khueách ñaïi xung nhaän ñöôïc töø boä
phaän phaân phoái xung ñöa ñeán ñaûm baûo kích thích môû van.

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 14
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Sô ñoà cuûa heä thoáng ñieàu khieån nhö sau:

Phaùt xung Phaân phoái Khuyeách Van
chuû ñaïo xung ñaïi xung




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 15
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


CHÖÔNG III
MAÏCH ÑOÄNG LÖÏC

Nghòch
Chænh Löu Loïc Taûi
löu


I. BOÄ NGHÒCH LÖU:
Caùc van baùn daãn trong boä nghòch löu coù theå laø thyristo hoaëc tranzito. Nhöng phuø hôïp
vaø öu vieät hôn ta duøng tranzito. Öu ñieåm deã thaáy laø boû ñöôïc chuyeån maïch cöôõng, hôn nöõa
caùc toån hao ñoåi chieàu nhoû hôn. Boä nghòch löu duøng tranzito coù kích thöôùc nhoû vaø nheï hôn
boä nghòch löu töông ñöông duøng thyristo. Khuyeát ñieåm cuûa noù laø ñoøi hoûi taùc ñoäng lieân tuïc
vaøo cöïc goác trong chu kyø daãn cuûa tranzito, moät khuyeát ñieåm nöõa laø ñieän aùp ñònh möùc thaáp
hôn cuûa thyristo. Tuy nhieân duøng tranzito coâng suaát môû roäng ñöôïc phaïm vi vaø phaùt huy
caùc öu ñieåm hôn thyristo do caûi thieän ñöôïc ñaïi löôïng ñònh möùc vaø giaù thaønh. Vì vaäy, döôùi
ñaây chuû yeáu xem xeùt nghòch löu ñieän aùp sô ñoà caàu duøng van an toaøn.
I-1. Sô ñoà nguyeân lyù vaø quaù trình chuyeån maïch:


T1 D1 T3 D3 T5 D5

Uv Co
T4 D4 T6 D6 T2 D2



Za Zb Zc



Tuï co coù nhieäm vuï ñaûm baûo ñieän aùp nguoàn ít bò thay ñoåi, maët khaùc noù trao ñoåi naêng
löôïng phaûn khaùng vôùi cuoän caûm.
Phöông phaùp ñieàu khieån caùc van tranzito thoâng thöôøng nhaát laø ñieàu khieån cho goùc
môû cuûa van laø λ = 180 o vaø λ = 120 o . Ôû ñaây ta xeùt goùc daãn ôùi taûi ñaáu sao nhö thieát keá
baèng caùch xaùc ñònh ñieän aùp treân taûi trong töøng khoaûng thôøi gian 60o (vì cöù 60o coù moät söï
chuyeån taïng thaùi maïch ) vôùi nguyeân taéc van naøo daãn coi laø thoâng maïch. Nhìn chung sô ñoà
naøy coù daïng moät pha taûi noái tieáp vôùi 2 pha ñaáu song song nha. Do vaäy ñieän aùp treân taûi seõ


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 16
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


chæ coù giaù trò laø uz /3 (khi moät pha ñaáu song song, vôùi 1 trong 2 pha coøn laïi) hoaëc 2U z / 3 .
Vôùi giaû thieát laø taûi ñoái xöùng.
Nguyeân taéc chuyeån maïch :
Cho goùc môû cuûa moãi tranzito laø 180o vaø cöù 60o tieáp theo ( keå töø khi tranzito tröôùc ñoù
môû thì cho 1 tranzito khaùc môû). Nhö vaäy trong cuøng 1 thôøi gian co 3 tranzito môû.
Baûng traïng thaùi quaù trình môû caùc tranzito
T 0 60 o ÷ 120 o 120 o ÷ 180 o 180 o ÷ 240 o 240 o ÷ 300 o 300 o ÷ 360 o
÷ 60 o
T 1 1 1 0 0 0
1
T 0 1 1 1 0 0
2
T 0 0 1 1 1 0
3
T 0 0 0 1 1 1
4
T 1 0 0 0 1 1
5
T 1 1 0 0 0 1
6

Xeùt quaù trình chuyeån maïch töø t5 sang t2 töông öùng khoaûng töø ( 0 o ÷ 60 o ) sang
( 60 o ÷ 120 o )
Trong khoaûng ( 0 o ÷ 60 o ) thì t1, t5, t6, daãn. Chieàu doøng ñieän treân taûi ñöôïc xaùc ñònh
theo chieàu muõi teân, ñeán thôøi ñieåm 60o thì ñaûo traïng thaùi töø t5 sang t2. Do treân taûi zc mang
tính caûm neân doøng ñieän khoâng ñaûo ngay laäp töùc maø naêng löôïng tích luyõ trong zc duy trì
theo chieàu cuõ moät thôøi gian, luùc ñoù buoäc doøng dieän duy trì phaûi thoaùt qua diod d2, qua taûi
veà aâm nguoàn ñeán lucs doøng ñieän ñoåi chieàu seõ mang doøng ñieän duy trì thì d2 khoaù. Quaù
trình chuyeån maïch keát thuùc.
Cuõng lyù luaän töông töï ta ñöôïc chuyeån maïch h.b ñeán h e.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 17
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 18
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


I-2.Daïng soùng maïch nghòch löu:


θ

θ

θ

θ

θ

θ


θ




θ




θ




θ




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 19
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Ta tính ñieän aùp treân töøng pha taûi, tröôùc tieân laø pha a
1
Trong khoaûng 0o – 60o (h a) U f A = UZ
3
2
Trong khoaûng 60o – 120o (h b) U f A = UZ
3
1
Trong khoaûng 120o – 180o (h c) U f A = U Z
3
1
Trong khoaûng 180o – 240o (h d) U f A = − U Z
3
2
Trong khoaûng 240o – 300o (h e) U f A = − U Z
3
1
Trong khoaûng 300o – 360o (h f) U f A = − U Z
3
Töông töï ta tính ñöôïc caùc pha b, c.
Baûng chuyeån traïng thaùi cuûa diod:

0o 60o 120o 180o 240o 300o
D1 1 0 0 0 0 0
D2 0 1 0 0 0 0
D3 0 0 1 0 0 0
D4 0 0 0 1 0 0
D5 0 0 0 0 1 0
D6 0 0 0 0 0 1

I-3. Tính toaùn vaø choïn caùc phaàn töû trong maïch nghòch löu :
Theo ñeà cho :
Ñoäng cô khoâng ñoàng boä roto loàng soùc
Coâng suaát ñònh möùc : pdm = 1kw,
Toác ñoä ñònh möùc n = 1450 (v/p).
Heä soá cos ϕ = 0.95.
Ñieän aùp löôùi : 220/380 v.
Hieäu suaát : η = 0 . 9
Heä soá quaù taûi : λ = 1 . 8
P 1000
P1 = dm = = 111.1 (w)
η 0 .9



Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 20
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

P1
P1 = 3U dm I dm cos ϕ dm ⇒ I dm =
3U dm I dm cos ϕ dm
111 . 1
= = 1 . 77 ( A )
3 * 220 * 0 . 95
Uf
R f1 = cos ϕ = 220 * 0 . 95 = 117 . 9
I fdm 1 . 77


a. Tính choïn tranzito:
Ñieän aùp pha cöïc ñaïi cuûa ñoäng cô :
U f max = 220 * 2 = 311 .1 (V )
Ñieän aùp ñaàu vaøo cuûa boä nghòch löu:
Vì U f max = 2 neân U z = 3 U 3
Uz f max = * 311 . 1 = 466 . 7
3 2 2
Vaäy ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi tranzito : U ng max = U z = 466.7 (v). Choïn heä soá quaù
aùp cuûa tranzito laø Kv = 1.6, thì caàn phaûi choïn tranzito chòu ñöôïc aùp ngöôïc laø
U ng = K vU z = 1.6*466.7 =746.72 (v).
Vì taûi ñaáu hình sao neân doøng qua moãi tranzito luùc cöïc ñaïi baèng doøng chænh löu
I T = I Z max = I dm 2 = 1 . 77 * 2 = 2 . 5 ( A )
Vôùi heä soá quaù doøng Ki = 1.2 , do ñoù ta phaûi choïn tranzito chòu ñöôïc doøng :
I T = K I I = 1.2 * 2.5 = 3 (A).
Caên cöù vaøo keát quaû treân, theo baûng I.2 Tranzito coâng suaát trang 18, Saùch ñieän töû
coâng suaát Nguyeãn Bính
Tranzito ñaõ choïn coù maõ hieäu BUX - 47 Coù caùc thoâng soá sau :
- VCE =850 V :Ñieän aùp Vce cöïc ñaïi khi cöïc badô bò khoaù bôûi ñieän aùp
aâm.
- VCE 0 =400V :Ñieän aùp Vce khi cöïc badô ñeå hôû .
- VCEsat =1.5V : Ñieän aùp Vce khi tranzito ôû traïng thaùi baûo hoaø.
- I C = 9A : Doøng colectô maø tranzito coù theå chòu ñöôïc.
- I B = 1.2 A : Doøng badô maø tranzito coù theå chòu ñöôïc.
- T f = 0.8 μ :Thôøi gian caàn thieát ñeå VCE , I C tö goaù trò I C giaûm xuoáng 0.
- Ts = 3μ s : Thôøi gian caàn thieát ñeå VCE töø giaù trò VCEsat taêng ñeán ñieän
aùp nguoàn.
- Pm = 125(w) :Coâng suaát tieâu taùn cöïc ñaïi beân trong tranzito.
b. Tính choïn diod:

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 21
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Doøng ñieän pha taûi coù ba ñoaïn khaùc nhau trong nöõa chu kyø :

- 0 ÷ 60 o E ⎡ (1 + a )( 2 − a ) − θ Q ⎤ (1)
i A = N ⎢1 − e ⎥
3R ⎢⎣ 1 + a3 ⎥

E ⎡ (1 + a ) 2 − θ Q ⎤
- 60 ÷ 120 o i A = N ⎢2 − e ⎥ (2)
3R ⎢ 3
⎣ 1+ a ⎥


- 120 ÷ 180 o EN ⎡ (1 + a )( − 2 a ) − θ Q ⎤ (3)
iA = ⎢1 + e ⎥
3R ⎢
⎣ 1 + a3 ⎥


ωL
vôùi Q= = tanϕ = 0.33
R
−1
a = e−1 =e 3 * 0 . 33 = 0 . 36
3Q
Taïi θ = θ1 , doøng qua taûi pha A baèng 0: ia = 0.
⎡ −θ ⎤
Töø (1) ta coù i A = E N ⎢1 − (1 + a )( 2 − a ) e Q ⎥ = 0
3R ⎢ 3
⎣ 1+ a ⎥

θ 1 + a3 1 + a3
− 1 = ln ⇒ θ 1 = − Q ln
Q (1 + a )( 2 − a ) (1 + a )( 2 − a )
1 + 0 .36 3
θ 1 = − 0 .33 ln = 0 .25
(1 + 0 .36 )( 2 − 0 .36 )
⇒ θ 1 = 14 . 3 o
Traïng thaùi chuyeån maïch Diod, taïi thôøi ñieåm θ = 0, Diod D1 daãn vaø doøng qua Diod
cuõng laø doøng qua taûi, luùc naøy doøng qua Diod cuõng laø doøng cöïc ñaïi cuûa Diod:
U ⎡ (1 + a )( 2 − a ) ⎤
I D1 max = i A ( 0 ) = d ⎢1 − ⎥
3R ⎣ 1 + a3 ⎦


= 466 . 7 ⎡ (1 + 0 . 36 )( 2 − 0 . 36 ) ⎤
⎢1 − ⎥ = − 1 . 49 ( A )
3 * 117 . 9 ⎣ 1 + 0 . 36 3 ⎦
neáu choïn heä soá quaù taûi doøng ñieän qua Diod laø 1.2 thì Diod choïn phaûi chòu doøng laø:

I D = 1 . 2 * 1 . 49 = 1 . 8 ( A )
Ñieän aùp ñaët ngöôïc ñaët leân moãi Diod laø:
2 2 2
U ng = U z = U d = * 466 . 7 = 311 . 2 (V )
3 3 3
Choïn heä soá quaù aùp laø Kv = 1.6, thì Diod choïn phaûi chòu ñöôïc ñieän aùp ngöôïc laø

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 22
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

U ng = k v .U ng = 1.6 * 311 .2 = 498 (V )
ta choïn Diod loaïi B10 cuûa Lieân Xoâ theo baûng I1 trang 11 saùch Ñieän Töû Coâng Suaát
cuûa Nguyeãn Bính.
c. Tính choïn tuï Co:
R 1 1
= cot g ϕ = = = 3 .03
XL tag ϕ 0 .33
Trong nghòch löu coù 3 pha khoâng taûi luùc naøo cuõng caàn tuï Co khi nguoàn En laø maïch
chænh löu.
Neáu ta coù tyû soá R > 0.66 thì khoâng caàn ñeán tuï Co vaø doøng do ñieän caûm taûi pha
XL
naøy seõ khoâng traû veà nguoàn maø chaïy qua pha khaùc (quaån trong heä ba pha taûi )
Tröôøng hôïp tyû soá R < 0.66 ta caàn ñöa tuï Co vaøo vôùi heä soá laø :
XL
E n .L ΔUc = 0.1E n
C o max = ( 2 ln 2 − 1) thöôøng laáy
2
3R ΔU c
En .X L
= ( 2 ln 2 − 1)
3 R 2 .314 . 0 ,1 .E n
0 ,33 * ( 2 ln 2 − 1)
= = 0 , 23 . 10 − 6 = 0 .23 μ F
2
3 * 117 ,9 * 314 * 0 ,1
tuï Co phaûi chòu ñieän aùp Uc = Uz = 446,7 (V). neáu choïn heä soá veà aùp ñeå tuï hoaït ñoäng
an toaøn laø 1,3 thì Uc' =446,7*1,3 = 580,7
Vaäy phaûi duøng loaïi tuï coù ñieän dung 0.23uF vaø chòu ñieän aùp laø 600 v.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 23
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



II- BOÄ ÑIEÀU CHÆNH XUNG ÑIEÄN AÙP :
Boä ñieàu chænh xung ñieän aùp moät chieàu ñöôïc söû duïng khi coù saün nguoàn moät chieàu coá
ñònh maø khoâng caàn ñieàu chænh ñieän aùp ra taûi. Boä ñieàu chænh naøy hoaït ñoäng theo nguyeân
taéc ñoùng, caét nguoàn taûi moät caùch chu kyø theo moät soá luaät khaùc nhau. Phaàn töû thöïc hieän
nhieäm vuï ñoù laø caùc van baùn daãn, do chuùng laøm vieäc trong maïch moät chieàu neân chæ duøng
thyristo thoâng thöôøng noù khoâng ñöôïc khoaù laïi 1 caùch töï nhieân ôû giai ñoaïn aâm cuûa ñieän aùp
nguoàn nhö khi laøm vieäc vôùi doøng xoay chieàu. Neân ôû ñaây coù maïch chuyeân duøng ñeå khoaù
thyristo goïi laø “ maïch khoaù cöôõng böùc” gaây nhieàu khoù khaên trong thöïc teá. Vì vaäy hieän nay
ngöôøi ta caùc van ñieàu khieån caû ñoùng vaø ngaét nhö tranzito bilolar.
II-1. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa phöông phaùp ñieàu chænh ñieän aùp :
Sô ñoà maïch vaø daïng soùng :

it it iz



T


Ud Do
taûi




Trong khoaûng thôøi gian 0 ÷ T1 ta cho van T môû toaøn boä ñieän aùp ñöôïc ñöa ñeán taûi,
coøn trong khoaûng thôøi gian, T1 ÷ T ta caét nguoàn ra khoûi taûi, luùc naøy giaù trò trung bình cuûa
ñieän aùp ra taûi laø:
1 T
U z = ∫ U dt1


T 0 d
1 T ' T
= ∫ U d dt = 1 U d
T 0 T
⇒ U z = ZU d ,
1
vôùi Z =
T

Theo bieåu thöùc treân, suy ra 3 phöông phaùp ñieàu chænh ñieän aùp Ud :
+ T = const , T1 = var :Phöông phaùp ñoä roäng xung .
+ T = var, T1 = const : Phöông phaùp taàn soá xung .
+ T = var, T1 = var : Phöông phaùp xung thôøi gian.


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 24
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Trong 3 phöông phaùp treân thì phöông phaùp taàn soá xung vaø phöông phaùp xung thôøi
gian coù nhieàu nhöôïc ñieåm. Taàn soá phaûi thay ñoåi treân moät phaïm vi roäng lôùn môùi coù theå
cung caáp moät daûi ñieän aùp ñaàu ra. Vieäc thieát keá boä loïc vôùi taàn soá thay ñoåi ñöôïc gaëp nhieàu
khoù khaên. Tong tröôøng hôïp möùc ñieän aùp ra thaáp neáu ta ñieàu khieån theo phöông phaùp naøy
seõ laøm thôøi gian Toff lôùn gaây neân hieän töôïng giaùn ñoaïn doøng ñieän.
Vieäc söû duïng phöông phaùp ñieàu khieån ñoä roäng xung traùnh ñöôïc phaàn naøo nhöôïc
ñieåm treân neân noù coù tính thích hôïp cao hôn, do ñoù ta choïn phöông phaùp naøy ñeå ñieàu khieån.
II-2. Tính choïn Tranzito T:
Ôû ñaây ta duøng phöông phaùp ñoä roäng xung
Goïi T1 : thôøi gian môû.
T2 : thôøi gian khoaù cuûa Tranzito.
Ud : ñieän aùp tröôùc boä bieán ñoåi.
Ta coù ñieän aùp trung bình sau boä bieán ñoåi laø :
1 T1 1
Uz =
T
∫0 U d dt = T U d = Z U d
Choïn taàn soá laøm vieäc cuûa boä bieán ñoåi laø f = 500Hz
1
⇒ T = T1 + T2 = = 0 .002 s
f
Phaïm vi ñieàu chænh ñieän aùp cuûa ta laø :
Z min = 0.2 , Z max = 0.8 ,
Neáu cho suït aùp treân cuoän daây boä loïc khoâng ñaùng keå do ñoù giaù trò ñieän aùp phía sau boä bieán
ñoåi taïi thôøi ñieåm cöïc ñaïi cuûa ñieän aùp chính laø :
U 466 .7
U = z max = = 583 .4 (V )
α max 0 .8
Choïn heä soá quaù aùp Ku = 0.6
Vaäy phaûi choïn Tranzito chòu ñieän aùp laø:
U Tdm = K u .U d = 1.6 * 583.4 = 933.5 (V )
Moät caùch töông ñoái ta xem hieäu suaát cuûa boä nghòch löu laø η = 0,9. Theo ñònh luaät
baûo toaøn naêng löôïng, ta coù:
P
U z I z = dm
η
Pdm 1000
⇒ Iz = = = 2 .38 ( A)
η U dm 0,9 * 466 .7
Vaäy choïn doøng ñieän cöïc ñaïi qua Tranzito laø I max = 2,49 (A). Choïn heä soá döï tröõ
doøng K I = 1,2. Vaäy phaûi choïn Tranzito sao cho thoaû maõn doøng qua ñoù laø:
I T = K I * I max = 1,2 * I max = 1.2 * 2.38 = 2.868 ( A)

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 25
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



Khi suït aùp treân boä loïc cuoân daây phaùi tröôùc nghòch löu laø khoâng ñaùng keå, do ñoù giaù
tri ñieän aùp phía sau boä bieán ñoåi taïi thôøi ñieåm cöïc ñaïi cuûa daõi ñieàu chænh Z laø :
U z max = 466.7(V )
Ñieän aùp ñaàu vaøo cuûa boä bieán ñoåi laø :
U z max 446.7
Ud = = = 558,4(V )
Z max 0.8
Choïn heä soá quaù aùp laø KV = , Ta phaûi choïn Tranzito chòu ñöôïc ñieän aùp laø :
U T = KV * U d = 1,6.558,4 = 893,3 (V)
Töø ñoù ta choïn ñöôïc Tranzito loaïi BUX 47A,
Vôùi U CE = 1000 (V )
I C = 9 ( A)
t on = 1 s
pm = 125 ( w)
II-3. Tính choïn Diod Do :
Diod Do duøng ñeå ngaên chaën ñieän aùp töï caûm töø cuoän khaùng quaù lôùn khi chuyeån
maïch Tranzito töø môû sang khoaù vaø do ñoù baûo veä Tranzito khoûi quaù aùp ñaùnh thuûng
U CEng max .
Ñoà thò bieåu dieãn quaù trình doøng ñieän vaø ñieän aùp sau boä chænh löu:




Giaù trò trung bình doøng ñieän chaïy qua Diod Do laø:
1 T T −T 1 1
I Do =
T
∫T1 idt = T I d = (1 − T ) I d
ñeå tìm I Do max ta ñaïo haøm I D theo z
o




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 26
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


I ' Do = (1 − 2 z ) I z = 0
1
⇒ Z=
2
1 1 1
I Do max = I Do = ( Z = ) = I z = * 2.38 = 0.595( A)
2 4 4
Ta caàn choïn Diod chòu doøng cöïc ñaïi laø :
'
I D0 max = 1.2 I Do max = 1.2 * 0.595 = 0.714 ( A)
Vaø ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi :
U ng max = K v .U z = 1.6 * 466.7 = 746.72 (V )
Tra theo baûng Diod ta choïn ñöôïc loaïi B10 cuûa lieân Xoâ vôùi caùc thoâng soá
I tb = 10 A : Doøng trung bình
U ng max = 100 ÷ 1000 (V ) : Ñieän aùp ngöôïc
ΔU = 0.7 (V ) : Suït aùp treân Diod .




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 27
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


III- BOÄ LOÏC SAU ÑIEÀU CHÆNH ÑIEÄN AÙP :

Sô ñoà maïch loïc :

L
Nghòc
T h löu
Ud vaø
Do taûi
C




III-1. Choïn ñieän caûm L:
Giaû söû raèng quaù trình chuyeån maïch ñieänaùp Uc laø khoâng ñoåi (quaù trình quaù ñoä ñieän
aùp treân tuï khoâng ñoät bieán )
Khi Tranzito T môû :
di
Ud = L + U c (1)
dt
Khi Tranzito T khoaù, ta coù :
di
(1) ⇒ L = Ud − Uc
dt
1 T T
vôùi U c = ∫ 1 U d dt = 1 U d = ZU d
T 0 T
di
Vaäy L = (1 − Z )U d
dt
(1 − Z ) 1.Z
Hay di = U d .dt ⇒ i = U d .t + I z
L L
Khi t = T1 = Z.T, ta coù : i= I1
(1 − Z ) Z
I1 = U d .T + T1
L
ta coù :
di U Z .U d
U c = −L
⇒ di = − c dt = dt
dt L L
Z .U d t ZU d ZU d
⇒i=− T1
=− (t − T1 ) = − (t + Zt ) + I1
L L L

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 28
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


khi t = T1 , ta coù : i = I 2
ZU d
⇒ I2 = − (1 − Z )T + T1
L
I − I 2 (1 − Z ).Z .U d .T
Vaäy ΔI = 1 =
2 2L
Ñeå tìm ΔI max , ta thöïc hieän nhö sau:
dΔI 1 − 2 Z
= .U d .T = 0
dZ 2L
1
⇒Z =
2
1 U T
Vaäy ΔI max = ΔI ( Z = ) = d
2 8L
U T
Suy ra : ΔI max % = d
8LI d
Caàn choïn L sao cho ΔI max % ≤ ΔI cp = 15%
U d .T U d .T 558 , 4 1
≤ 0,15 ⇒ L ≥ = . = 52
8 L.I d 8 I d .0,15 8 .0,177 .0 .15 50
Vaäy L = 52 H.
III-2. Choïn tuï ñieän C:
Doøng ñieän qua maïch chæ coù thaønh phaàn xoay chieàu, vaäy ñoä nhaáp nhoâ cuûa doøng ñieän
taûi baèng doøng ñieän chaïy qua tuï C .
Ta coù:
duc 1
ic = C ⇒ duc = ic dt
dt C

1 T 1 Iz
ΔU c =
C
∫T1 ic dt = C I d (T − T1 ) = Z C (T − Tz )
⇒ ΔC = I z .T .Z .(1 − Z )

Ñeå tính ΔU c max , ta thöïc hieän nhö sau:

du c I z .T 1
= (1 − 2Z ) = 0 ⇒ Z =
dz C 2

1 T .T T .I z
ΔU c max = ΔU c ( Z = ) = 1 ⇒ ΔU c max % =
2 4C 4C.U z
Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 29
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Choïn tuï C sao cho ΔU c max % ≤ ΔU c cp = 15%



T .I z T .I z T .I d
≤ 0 ,15 ⇒ C ≥ =
4 C .U z 4U z .0 ,15 4U z .0 ,15 .Z max
1 0 ,177
= . = 16 ,5 .10 − 6
50 4 .446 ,7 .0 ,15 .0 ,8

Vaäy 17 μ F chòu aùp treân 300 V.
Treân thöïc teá nhaø saûn xuaát chæ saûn xuaát theo caùc ñieän dung tieâu chuaån
Vaäy ta choïn tuï 16,5μF chòu ñieän aùp (?) vaø tuï hoaø phaân cöïc.




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 30
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


IV- BOÄ LOÏC SAU CHÆNH LÖU:
Moät caùch töông ñoái ta xem naêng löôïng tieâu taùn treân boä ñieàu chænh ñieän aùp vaø boä loïc
laø khoâng ñaùng keå thì ta coù : U d .I d = U z .I z
Hay U d .I d = U z .I z ⇒ I d = Z .I z
Ñieän aùp ΔU c coù theå tính nhö sau:
T 1 1
ΔU c = 1 ∫ ic dt = I d (T − T1 ) = Z .I d .T (1 − Z )
C T1 C C

Chænh
löu


Tìm trò soá cöïc ñaïi cuûa ΔU c :
dΔU c I z .T 1
= (1 − Z ) = 0 ⇒ Z =
dz C. f 2
1 I .T I z .T
⇒ ΔU c max = ΔU c ( Z = ) = z ⇒ ΔU c max % =
2 4C. f 4C. f .U d
Choïn trò C f sao cho ΔU c max % ≤ ΔU c cp = 15%
Id
⇒Cf =
Z max
Ta coù taàn soá dao ñoäng cuûa maïch loïc C f , L f laø : f = 1
L
2π L f .C f
Ñeå traùnh hieän töôïng coäng höông xay ra trong maïch ta caàn choïn
f ≥ (2 ÷ 3) f L vôùi f laø taàn soá laøm vieäc cuûa Tranzito T.
f
Ta choïn f = 2 ,5 f L ⇒ f L = L
2 ,5
Suy ra : 1 1
=
2π L f .C f 2 ,5
2
⎛ 2,5 ⎞
⇒ L f .C f = ⎜
⎜ 2π f ⎟

⎝ ⎠
2
⎛ 2,5 ⎞ 1 ⎛ 2,5 ⎞ 2 1 ⎛ 2,5 ⎞ 2 1
⇒ Lf = ⎜
⎜ 2π f ⎟
⎟ C = ⎜ 50 ⎟ . C = ⎜ 50 ⎟ . = 147
⎝ ⎠ f ⎝ ⎠ f ⎝ ⎠ 17 * 10 − 6
Nhö vaäy ta choïn trò soá ñieän caûm vaø ñieän dung laø:

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 31
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


V- BOÄ CHÆNH LÖU:
Boä chænh löu coù chöùc naêng bieán nguoàn xoay chieàu thaønh nguoàn moät chieàu, ôû ñaây ta
duøng maïch chænh löu hình caàu khoâng ñieàu khieån, boä chænh löu bao goàm caùc nhoùm van
ñieàu chænh löu baø maùy bieán aùp.
+ Van coù taùc duïng ñoùng môû taïo thaønh doøng moät chieàu.
+ Maùy bieán aùp coù taùc duïng bieán ñoåi ñieän aùp nguoàn phuø hôïp vôùi yeâu caàu caøn thieát cuûa
phuï taûi, caùch ly phuï taûi löôùi ñieän ñeå vaän haønh an toaøn, caûi thieän ñöôïc daïng soùng
nguoàn ñieän löôùi. Ngoaøi ra coøn coù taùc duïng haïn cheá toác ñoä taêng cuûa doøng anod. So vôùi
chænh löu khoâng ñieàu chænh hình tia thì chænh löu hình caàu coù ñaëc ñieåm sau:
+ Coù ñieän aùp ñaët leân van nhoû hôn 2 laàn so vôùi hình tia.
+ Ñieän aùp ñaàu ra phía chænh löu coù ñoä nhaáp nhoâ thaáp, chaát löôïng ñieàu chænh toát hôn.
+ Coù ñieän aùp nguoàn nhoû hôn so vôùi hình tia, maùy bieán aùp taän duïng trieät ñeå hôn,loõi
theùp khoâng bò töø hoaù.
Nhöng ôû sô ñoà hình caàu coù Diod nhieàu hôn 3 van neân giaù thaønh ñaét hôn .




Sô ñoà chænh löu hình caàu Sô ñoà chænh löu hình tia

V-1. Sô ñoà chænh löu vaø nguyeân lyù daïng soùng:




Ta
ûi




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 32
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC



U U2a U2b U2c


t




Ud



t
ia
t
ib


t


ic
t




Ñieän aùp chænh löu
U do = U d + ΔU
= 383.4 + 5834(15% + 4%) + 2 = 617 (V )
Giaù trò hieäu duïng ñieän aùp pha thöù caáp maùy bieán aùp
π 3 .14
U2 f = U do = .617 = 261 (V )
3 6 3 6
Tæ soá maùy bieán aùp
2U f 261
m= = = 0 .69
U1 380
Ñieän aùp lôùn nhaát moãi Diod phaûi chòu laø:
U im = 6 * U 2 f = 6 * 261 = 639.3 (V )

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 33
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Giaù trò trung bình cuûa moãi doøng qua Diod laø :
I 2 .38
ID = d = = 0 .79 ( A )
3 3
Giaù trò doøng ñieän chaïy qua moãi pha thöù caáp maùy bieán aùp :
2 2
I2 = Id = 2 . 38 = 1 . 94 ( A )
3 3
Trò hieäu duïng doøng chaûy qua trong moãi pha sô caáp maùy bieán aùp
I1 = m.I 2 = 0.69 * 1.94 = 1.34 ( A)
Choïn Diod coù heä soá döï tröõ aùp laø : K v = 1.6
Choïn Diod coù heä soá döï tröõ doøng laø : K i = 1.2
Vaäy Diod chòu ñöôïc :
U im = 1.6 * 693.3 = 1023 (V )
I D = 1.2 * 0.79 = 0.95 ( A)
Luùc môû maùy doøng taêng leân boán laàn :
Choïn Diod : BJI −10
I tb = 10 ( A)
Coù
U im = 300 ÷ 1500 (V )
Caùc van chænh löu 3 pha caàn chia laøm 2 nhoùm :
- Nhoùm catod chung goàm 3 van D1, D3, D5 .
- Nhoùm atod chung goàm 3 van D4, D6, D2 .
Trong nhoùm Anod van naøo coù theá aâm hôn thì daãn, coøn trong nhoùm Catod van naøo coù
theá döông hôn thì daãn.
Vaäy taïi moät taïi ñieåm baát kyø bao giôø cuõng coù hai van daãn cho doøng chaïy qua, 1 van ôû

nhoùm Atod vaø van coøn laïi laø ôû nhoùm Catod, moãi van daãn trong khoaûng daãn λ =
3
Ta xeùt trong khoaûng 0 ÷ θ1 , van D1, D6 daãn. Khi ñoù, ñieän aùp Ua ñaët vaøo ñaàu cuûa taûi
coøn ñieän aùp Ub ñi qua van D6 vaø ñaët vaøo ñaàu coøn laïi cuûa taûi,
do ñoù : U d = U a − U b = U ab
Taïi thôøi ñieåm θ1 luùc ñoù Ub = Dc neân van D2 môû vaø sau ñoù Vc aâm hôn Vb neân D2 vaø
D6 bò khoaù laïi :
Töông töï, trong khoaûng θ1 ÷ θ 2 thì D1 vaø D2 môû neân:
U d = U a − U c = U ac
Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu :
6 π 3 6
Ud =
2π ∫−6π U 2 f cos θ dθ = π U 2 f = 2.34U 2 f
6

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 34
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát daët leân moãi Diod laø:
U ng max = 2 2U 2 f cos 30 o = 2.45U 2 f
Doøng chaûy trong Diod baèng doøng chænh löu : I D = I d
Giaù trò trung bình cuûa doøng taûi :
6 π 6U 2 f . cosθ − E U −E
2π ∫− π
Id = 6 dθ = d
R R
6
Giaù trò trung bình cuûa doøng chaûy trong moãi Diod :
2 π 6U 2 f . cosθ I
2π ∫− π
ID = 6 dθ = d
R R
6




CHÆÅNG IV
Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 35
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN
Så âäö khäúi cuía hãû thäúng âiãöu khiãøn:

Phaït Phán Khuyãúc
xung phäúi h âaûi
âiãöu xung xung
I- PHAÏT XUNG CHUÍ ÂAÛO :
Kháu phaït xung chuí âaûo duìng IC555 laìm viãûc åí chãú
âäü phi äøn coï taïc duûng taûo ra daîy xung coï táön säú mong
muäún
I-1. Giåïi thiãûu IC555:
Vi maûch IC555 do haîng Signetics chãú taûo gäöm 2
khuyãúch âaûi thuáût toaïn OA1, OA2 thæûc hiãûn chæïc nàng so
saïnh mäüt Trigå, mäüt Transitor vaì8 3 âiãûn tråí mäùi caïi
4
5k•
Vi maûch coï 8 chán nhæ hçnh veî
5k

7


5
6 OA1


5k




2 3
1. Näúi våïi cæûc ám cuía nguäön nuäi OA2
2. Kêch láût khi V2=2E /3 thç V3 = 0
3. Cäøng ra V(3) min = 0,1v , V(3)maî = 0.5v, I3max =0.2A
4. Chán 4 khoaï khi V(4) = 0 thç V(3) = 0, nãúu khäng cáön
khoaï thç näúi 4 vaìo 8 5k

5. Loüc nhiãùu, thæåìng thç gàõn tuû âiãûn 0,01.μ thç chán 5
xuäúng mass 1
6. Nguäön láût V6 = 2E/3 thç V3 = 0
7. Chán phoïng âiãûn thæåìng âæåüc âáúu våïi tuû C cuía maûch
ngoaìi
8. Näúi våïi cæûc dæång cuía nguäön nuäi E =5-18v tiãu thuû
doìng âiãûn 0,7 mA/1V nguäön nuäi
I-2. Så âäö maûch phaït xung chuí âaûo :
I-2.a Så âäö maûch Vcc (5-15v)
:




8
3 Vc
Ra
LM
Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
7 555
Trang 36
Rb 6
5
2 1
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC




I-2.b Nguyãn lê laìm viãûc :
ÅÍ traûng thaïi ban âáöu måïi cáúp âiãûn, âiãûn aïp trãn
tuû Uc = 0. Do váûy âiãûn aïp taûi chán 2 vaì 6 cuîng bàòng 0
nãn åí âáöu ra chán 3 âiãûn aïp åí mæïc cao (≈Uc = 17v ) vaì
âáöu chán 7 åí mæïc tháúp ( = 0 ). Tuû C bàõt âáöu naûp âiãûn
tæì +Vcc qua Ra , Rb âiãûn aïp trãn tuû caìng tàng.
Khi âiãûn aïp trãn tuû C ≥ 2Ucc/3 thç bàõt âáöu 3 seî
chuyãøn traûng thaïivãö mæïc tháúp coìn chán 7 seî åí mæïc
cao, luïc naìy tuû C seî phoïng âiãûn, âiãûn aïp trãn tuû
caìng giaím. Khi âiãûn aïp trãn tuû giaím âãún giaï trë Uc •Ucc
/3 thç âáöu âäøi mæïc traûng thaïi chuyãøn lãn mæïc cao coìn
chán 7 chuyãøn vãö mæïc tháúp, tuû âiãûn C laûi naûp âiãûn
tråí laûi, quaï trçnh dao âäüng cæï tiãúp diãùn, åí âáöu ra
chán 3 seî âæåüc daîy xung âiãöu khiãøn vaì sau âoï âæa âãún
kháu phán phäúi xung.
* Daûng xung ra nhæ sau :




II- KHÁU PHÁN PHÄÚI XUNG :
Yãu cáöu phán phäúi xung laì taûo ra caïc xung âiãöu
khiãøn måí Transitor theo quy luáût âoïng måí âäüng cå, tæì
baíng tuáön tæû dáùn âiãûn cuía caïc van Transitor ta coï
nháûn xeït sau:
+ Khi T1 dáùn thç T4 khoïa, tæïc laì T1 coï xung
âiãöu khiãøn thç T4 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn
+ Khi T3 coï xung thç T6 hoaìn toaìn khäng coï xung
âiãöu khiãøn
+ Khi van T5 coï xung âiãöu khiãøn thç T2 hoaìn
toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 37
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

Âãø taûo âæåüc sæû phán phäúi xung nhæ váûy cáön sæí
duûng caïc Trigå våïi caïc âáöu ra âaío vaì khäng âaío. Theo
nhæ phán têch trãn thç coï 3 Trigå ( 3 Trigå âãúm täúi âa
âæåüc 8 traûng thaïi tæïc laì coï 8 xung âáöu vaìo thç âáöu ra
nháûn âæåüc 1 xung ra, nhæng trong 1 chu kç âiãûn aïp chè coï
6 xung ( mäùi xung caïch nhau 600 ) nãn chè âæåüc xáy dæûng
bäü âãúm Modul 6 maì thäi tæïc laì åí âáöu vaìo coï 6 xung
thç âáöu ra coï 1 xung, xung âæåüc cung cáúp tæì âáöu ra cuía
kháu phaït xung chuí âaûo IC555
Bäü âãúm âæåüc xáy dæûng trãn cå såí cuía Trigå D ( Flip
Flop D )
Baíng chæïc nàng cuía Flip Flop D

Qn D Qn+1
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
Våïi Qn+1 = D
Tæì baíng trãn ta coï baíng âáöu vaìo kêch cuía Flip Flop D

Qn • Qn+1 D
0 • 0 0
0 • 1 1
1 • 0 0
1 • 1 1




Taûi moüi thåìi âiãøm trong bäü nghëch læu luän coï 3
Transitor ( trong 6 Transitor ) måí nãn cáön phaíi phán phäúi
xung âãún caïc Transitor phuì håüp våïi yãu cáöu måí • traûng
thaïi cáön coï cuía caïc Flip Flop D nhæ sau

Ck

Q1

Q2

Q3



Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 38
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

Q1

Q2

Q3

Tæì âoï ta thaình láûp baíng traûng thaïi cuía caïc Flip Flop
D
M xung Traûng thaïi Traûng thaïi Âáöu vaìo Flip
hiãûn taûi kãú tiãúp Flop D
n n n n+1 n+1 n+1
Q1 Q2 Q 3 Q 3 Q 2 Q 1 D3 D2 D1
M1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1
M2 2 0 1 1 1 1 1 1 1 1
M3 3 1 1 1 1 1 0 1 1 0
M4 4 1 1 0 1 0 0 1 0 0
M5 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0
M6 6 0 0 0 0 0 1 0 0 1
Dæûa vaìo baíng traûng thaïi cho caïc Flip Flop D ta tçm
âæåüc sæû liãn hãû giæîa caïc âaûi læåüng âáöu vaìo vaì ra
cáön täúi giaín theo phæång phaïp Karnaugh

00 01 11 10
0 0 0 1 x
1 0 x 1 1
00 01 11 10 00 01 11 10
0 1 1 1 x 0 0 1 1 x
1 0 0 0 0 1 0 x 1 0
T1 T2 T3




CLOCK




T4 T5 T6




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 39
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC




III - KHÁU KHUYÃÚCH ÂAÛI XUNG:
Kháu khuyãúch âaûi duìng linh kiãûn baïn dáùn, trong âoï
sæí duûng caïc pháön tæí gheïp quang (Optocoptcur ) nhàòm
caïch ly giæîa maûch âäüng læûc vaì maûch âiãöu khiãøn
Så âäö khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút
thuäüc nhoïm chàôn
Nguäön taûo Nguäön phuû
xung + 5v +Ua 12v


R5 R6


1 4 Âi âãún âäüng
cå vaì
Transitor
TPL-521 cäng suáút
Tæì
caï
2 3 Transito
c
R4 r cäng
Fli
Q2 Q1 suáút
p nghëch
Så Flo khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút thuäüc
âäö T
læu
p
nhoïm leí nhoïm
chàôn

-E
Nguäön taûo Nguäön phuû Ám b nguäön nghëch
-U
xung +5v 12v læu

R5 R6
Dæång nguäön
+E nghëch læu
1 4

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT TPL-
Trang 40 521

2 3
Tæì R4
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC




Nguyãn lê laìm viãûc:
Khi tên hiãûu âæa vaìo chán B cuía Transitor Q1 tæì caïc
Trigå åí mæïc logic ‘0’ thç Q1 ngæng dáùn , âáöu vaìo vaì
âáöu ra cuía Optocoptaur khäng coï doìng, do âoï Q2 ngæng dáùn
vaì Transitor T khäng âæåüc kêch thêch åí cæûc B. khi tên
hiãûu âáöu vaìo cuía chán B cuía Q1 tæì caïc Trigå åí mæïc
logic ‘1’ thç Q1 dáùn doìng , laìm cho Q2 dáùn vaì kêch
Transitor cäng suáút dáùn.




IV - TÊNH TOAÏN MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN:
IV-1. Xaïc âënh táön säú xung ra cuía IC555 vaì caïc Trigå:
Vi maûch IC555 laìm viãûc åí chãú âäü tæû dao âäüng, táön
säú dao âäüng phuû thuäüc vaìo sæû phoïng naûp cuía tuû C.


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 41
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

Khi tuû C naûp qua 2 âiãûn tråí R1 vaì R2: tæì så âäö
maûch âiãûn ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maûch
âiãûn: iR +Uc = Vcc
du c
i: doìng âiãûn naûp cho tuû, i = C.
dt
Phæång trçnh mä taí quaï trçnh naûp cho tuû
duc
Cr + uc = Vcc Viãút hãû phæång trçnh naìy dæåïi
dt
daûng toaïn tæí Laplace

L ⎧ duc ⎫
⎨Tn
⎩ dt ⎭
⎬ + L{ } = L uc Vcc

våïi Tn = C.R
Vcc
Hay Tn [PU (p)
c
- Uc(0) ] + Uc(p) =
p
Vcc
⇒ Uc(p)(Tnp +1) = + TnUc(0)
p

Taûi thåìi âiãøm ban âáöu cuía quaï trçnh naûp âiãûn thç
Uc(0) = Vcc/3
Vcc
Váûy phæång trçnh viãút laûi : Uc(p) [ Tnp + 1] =
p
+TnVcc/3
V cc 1 V ccTn V cc V ccTn
⇒ Uc(p) = + = +
P (T n P + 1) 3 Tn P + 1 pTn (P + )
1
3 n (P + )
T
1
Tn Tn

V cc T n Tn V cc 1 2
Uc(p) = ( − + ) = Vcc[ − ]
Tn p P + 1 1 P 3(P + 1 )
3(P + )
Tn Tn Tn

Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc cuía toaïn tæí Laplace :
2 −t T n
Uc(t) = Vcc (1 - e ) (1)
3
Khi kãút thuïc quaï trçnh naûp thç Uc (T1) = 2Vcc/3 , thay
vaìo (1) ta coï
2 cc
V 2 −T1
=V cc (1− e Tn ) (2)
3 3
tæì phæång trçnh (2) giaíi ra ta âæåüc T1 = 0,7.C.(RA
+RB )
Tæång tæû phæång trçnh phoïng âiãûn cuía tuû

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 42
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

V cc
Uc(p) (TnP + 1 ) = + T nU c (0) (*)
P

Taûi caïc thåìi âiãøm ban âáöu, cho quaï trçnh tuû phoïng
laì: Uc(0)=2Vcc/3,thay vaìo (*) ta âæåüc Uc(p) (TnP +1 ) =
v cc 2
+ T nV cc
P 3
V cc 2 V cc V T Tn 2 V cc
⇒Uc(p) = + = cc [( n − )+ ]
1 3 P + 1 Tn P P + 1 3P+ 1
Tn P (P + )
Tn Tn Tn Tn

⇒Uc(p) = Vcc [ 1 + 1
]
P 1
3(P + )
Tn
1 −t T n
Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc Uc(t) = Vcc(1 - e )
3
(3)
Kãút thuïc quaï trçnh phoïng âiãûn thç : Uc(T1) = Vcc/3,
thay vaìo (3) ta âæåüc
V cc 1 −T2
=V cc (1− e Tn )
3 3

⇒ T2 = 0,7Tn = 0,7CR
vç quaï trçnh phoïng âiãûn chè phoïng qua RB do váûy chu
kç xung ra laì:
T = T1 + T2 = 0,7C(R1 +2R2 )
Táön säú xung ra cuía vi maûch IC555 :
1 1
f555 = =
T 0,7C (R1 + 2R2 )
Vç coï 6 xung åí âáöu vaìo (xung CLOCK ) láúy tæì IC555
thç åí âáöu ra cuía Trigå coï 1 xung, nhæ váûy táön säú xung
ra cuía caïc Trigå xuîng chênh laì táön säú cuía âiãûn aïp
f 555 1 1
xoay chiãöu trãn taíi f = = =
6 6.0,7C (R1 + 2R2 ) 4,2C (R1 + 2R2 )

Muäún thay âäøi táön säú nguäön thç ta phaíi thay âäøi
táön säú maûch phaït xung chuí âaûo IC555 tæïc laì âiãöu chènh
giaï trë C,R1,R2. âãø âån giaín ta choün træåïc giaï trë tuû C
vaì âiãöu chènh bàòng caïch thay âäøi giaï trë cuía caïc âiãûn
tråí R1, R2. Våïi taíi laì âäüng cå khäng âäöng bäü räto läöng
soïc, yãu cáöu âiãöu chènh táön säú nguäön cung cáúp cho taíi
tæì 15-50hz. Ta choün giaïi trë tuû C laì 0,1μf

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 43
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

Giaï trë âiãûn tråí R1 seî tæång æïng våïi táön säú 50hz
vaì R2 = 0 laì
1
50 = ⇒ R1 = 47600 Ω láúy
4,2.0,1.10−6 R1
R1 = 47kΩ
Giaï trë âiãûn tråí R2 seî tæång æïng våïi táön säú 15hz
vaì R1 = 47kΩ

1
15 = −6
⇒ R2 = 55,8kΩ láúy R2 = 50kΩ
4,2.0,1.10 (47 + 2R2 ).103

Bäü phán phäúi xung duìng 2 vi maûch 4013 chæïa 2 Trigå D
loaûi CMOS coï âiãûn aïp ra mæïc logic ‘1’ laì 4,9v vaì doìng
khoaíng 500μA
IV-2. Tênh choün caïc pháön tæí maûch khuyãúch âaûi xung:
Theo tênh toaïn træåïc, Transitor cäng suáút T cuía pháön
nghëch læu choün loaûi BUX-48 coï caïc thäng säú =8, IC max=15A
våïi doìng laìm viãûc IClv=6,73A thç doìng cuía Bazå T laì
6,73
IB=
B = 0,84A
8

IV-2.a Tênh choün caïc pháön tæí cuía maûch khuyãúch âaûi xung
* Choün Transitor Q1: choün theo âiãöu kiãûn Ic = Iop = 5mA,
VCE>VCC loaûi NPN
Váûy ta choün loaûi 2SC828
Thäng P FT(MHz Ic
säú (mw) )
t0C UCB max
UCE max
UBE max β Type
max


C828 250 200 125 30 30 5 50 220 SN
Âiãûn tråí R5 choün theo âiãöu kiãûn
V CC −V LEP −V CE (Q1 ) 5 − 2 − 0,5
R5 = = = 500 (Ω)
I op 5

Choün R5 = 470Ω
Vç Q1 chæa baîo hoaì nãn hãû säú khuyãúch âaûi doìng låïn,
vê duû β = 200 váûy doìng

Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 44
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC


Ic 5.103
IB = = = 25μA
β 200

Doìng naìy nhoí hån doìng cung cáúp cuía maûch CMOS 4013
nãn ta cho thãm âiãûn tråí haûn doìng

V cc −V CEsat(Q1 ) −V D −V BE (Q1 ) 5 − 0,2 − 0,7 − 0,7
R4 = = = 136000 =136KΩ
Ω
IB 2,5.10−5

Trãn thæûc tãú nãn duìng trë säú nhoí hån, vê duû 68KΩ
âãø âaím baío LED optocopteur âæåüc cung cáúp âuí doìng. Choün
R4 = 68KΩ
*Choün Transitor Q2: theo âiãöu kiãûn IC (Q2) > IBT = 0,84A
UCE(Q2) > UCE = 30v loaûi NPN
Váûy choün Q2 laì loaûi C2275 coï caïc thäng säú sau
Thäng UCE max (v
säú
P(w) fT(MHz) t0C
)
IC max β Type
C2275 25 200 150 150 1,5 A 40 SN
*OPTOCOPTEUR: choün loaûi TLP-521 do Nháût Baín chãú taûo coï
caïc thäng säú sau:
Âiãûn tråí caïch ly: RCL =1011Ω
Âiãûn aïp caïch ly: 2500v doìng âiãûn
XXXXXXXX phaït quang 5mA
Tè säú truyãön doìng 50-100 láön láúy tè säú truyãön
doìng 50 ta coï
IOP = 5.50 = 250 mA = IB (Q2)
IC (Q2) = βIB(Q2) = 40.0,25 = 10A, doìng âiãûn naìy
I CQ2 0,84
quaï låïn so våïi doìng âiãûn cáön laì I BQ2 = = = 0,021A
β 40
nãn ta gàõn thãm R6 âãø haûn chãú doìng âiãûn
V CC −V BE (Q2 ) −V BE (T ) 15− 0,7 − 1,5
Choün R6 = = = 690Ω choün R6 =560Ω
I BQ2 0,021
1/8W, åí âáy âiãûn aïp nuäi maûch kên laì 15v
IV-3. Choün maûch âiãöu khiãøn bäü âiãöu chènh xung âiãûn aïp:
Nhæ ta âaî tênh toaïn åí trãn, Transitor trong bäü âiãöu
chènh xung laìm viãûc åí táön säú 500hz vç váûy ta phaíi choün
bäü âiãöu khiãøn Transitor sao cho táön säú xung âiãöu khiãøn
phaíi bàòng 500hz. Åí âáy ta choün vi maûch taûo xung IC555
våïi táön säú xung ra f555 = 500hz nhæ âaî tênh toaïn åí trãn
ta coï táön säú xung ra cuía IC555 laì:
1 1
f555 = =
T 0,7C ( R1 + 2R2 )
Ta choün tuû C= 0,047μF, ta coï


Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 45
Sinh Vieân thöïc hieän: TƯỞNG MINH SIÊU Lôùp02D4 -GVHD: LÂM TĂNG ĐỨC

1
f555 = = 500 ⇒ R1+2R2 =60790 Ω
0,7.0,047.10−6 ( R1 + 2R2 )
Choün R1 = 18KΩ
R2 = 47KΩ 1/8W




Ñoà aùn moân hoïc: §IÖN Tö C¤NG SUÊT
Trang 46
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản